package com.wangjie.tree;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * @author jieshao
 * @date 2022/6/4 0:24
 *
 * 145. 二叉树的后序遍历
 */
public class PostorderTraversal {
    /**
     * 递归
     *
     * @param root
     * @return
     */
    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        postorder(root, res);
        return res;
    }

    public void postorder(TreeNode root, List<Integer> res) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        postorder(root.left, res);
        postorder(root.right, res);
        res.add(root.val);
    }

    /**
     * 迭代
     *
     * @param root
     * @return
     */
    public List<Integer> postorderTraversal2(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return res;
        }
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        TreeNode node = root;
        // 由于在某颗子树访问完成以后，接着要回溯到其父节点去，因此可以用 pre 来记录访问历史，在回溯到父节点时，可以由此判断，上一个访问的节点是否为右子树
        TreeNode pre = null;
        while (!stack.isEmpty() || node != null) {
            while (node != null) {
                stack.push(node);
                node = node.left;
            }
            // 从栈中弹出的元素，左子树一定访问完了
            node = stack.pop();
            // 此时需要确认是否有右子树，或者右子树是否访问过
            if (node.right == null || node.right == pre) {
                // 如果没有右子树，或者右子树访问完了，也就是上一个访问的节点是右子节点时，说明可以访问当前节点
                res.add(node.val);
                // 更新访问记录，这样回溯的时候父节点可以由此判断右子树是否访问完成
                pre = node;
                node = null;
            } else {
                // 如果右子树没有被访问，那么将当前节点压入栈中，访问右子树
                stack.push(node);
                node = node.right;
            }
        }
        return res;
    }

    /**
     * Morris 遍历
     *
     * Morris 遍历的核心思想是利用树的大量空闲指针，实现空间开销的极限缩减。其后序遍历规则总结如下：
     *
     * 1.新建临时节点，令该节点为 root
     *
     * 2.如果当前节点的左子节点为空，则遍历当前节点的右子节点
     *
     * 3.如果当前节点的左子节点不为空，在当前节点的左子树中找到当前节点在中序遍历下的前驱节点
     *
     *   3.1.如果前驱节点的右子节点为空，将前驱节点的右子节点设置为当前节点，当前节点更新为当前节点的左子节点
     *
     *   3.2.如果前驱节点的右子节点为当前节点，将它的右子节点重新设为空。倒序输出从当前节点的左子节点到该前驱节点这条路径上的所有节点。当前节点
     *      更新为当前节点的右子节点
     *
     * 4.重复步骤 2 和步骤 3，直到遍历结束
     *
     * 这样我们利用 Morris 遍历的方法，后序遍历该二叉搜索树，即可实现线性时间与常数空间的遍历
     *
     * @param root
     * @return
     */
    public List<Integer> postorderTraversal3(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return res;
        }
        TreeNode p1 = root;
        TreeNode p2 = null;
        while (p1 != null) {
            p2 = p1.left;
            if (p2 != null) {
                while (p2.right != null && p2.right != p1) {
                    p2 = p2.right;
                }
                if (p2.right == null) {
                    p2.right = p1;
                    p1 = p1.left;
                    continue;
                } else {
                    p2.right = null;
                    addPath(res, p1.left);
                }
            }
            p1 = p1.right;
        }
        addPath(res, root);
        return res;
    }

    public void addPath(List<Integer> res, TreeNode node) {
        int count = 0;
        while (node != null) {
            count++;
            res.add(node.val);
            node = node.right;
        }
        int left = res.size() - count;
        int right = res.size() - 1;
        while (left < right) {
            int temp = res.get(left);
            res.set(left, res.get(right));
            res.set(right, temp);
            left++;
            right--;
        }
    }
}